JP2005090208A - プレキャスト多段打込式水中連壁工法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレキャスト工法の水中組立のネックの一つは取付金具の腐食で他は取付け作業と点検の困難さである。一方、阪神大地震において、直下型地震の衝撃力による被害の大きさから、従来の支持杭より摩擦杭のメリットが見直された。それは構造総体の剛性を高めて軟着陸の形でフレームを堅持する方式を示唆する。
【解決手段】十字型支柱２の４っの端部の断面形状を３／４円の凸型とし、壁パネル３の両端をほぼ同形の凹型に欠き、両者の凸面と凹面を摺り合わせて嵌めて結合させる。この嵌合がガイドレールとなると共に相互補強を果たす。各部材を多段に重ねるに当たり、下部を海底に打ち込んで安定させ、支柱の頂部間を樹脂被膜されたＰＣ用高帳力鋼にポストテンションをかけて緊張し、連壁を一体的に固める。また多段式なので、海面下を耐海水性が強い硫黄固化プレキャスト材とし、火気の恐れがある海上は耐火性のセメント・プレキャストを採用できる。
【選択図】図５

Description

当発明は、水域を隔離する工作物を構築するに当たって、支柱と壁パネルの２種のプレキャスト部材を、形態的結合によって水中で水平・垂直に組み立てた後、これにポストテンションをかけて連壁のフレームワークを一体に固める工法である。

新しい海洋土木技術には、ケーソンや矢板にプレキャスト部材を導入し、強度を高め、かつ現場作業の省力・省資源を意図する点が注目されている。いずれも部材改良の特異な工夫が認められるが、共に新しい視点の欠落が目立つ。
１．素材の選択に当たって、耐海水性と海中生物とのが親和性に優れた素材の活用に関心が薄い。それは文明の「持続可能性」につながらない。
２．新しい技術提案には、環境への新しい配慮が必要になる。「環境に優しい技術」の基本は、周辺環境に新技術の犠牲を強いないこと。そのためには構造自体が自己完結する自立型の工法になることだ。海洋土木といっても、先ず土量の移動を最小にとどめる配慮を要する。これは工費と工期の両面において投資効果に大きく影響する。それには、部材の機能に一義的でなく、多義的機能を付与して、包括的な自己完結性を高めること。
プレキャスト技術の方向は、環境に優しく、且つ持続可能性を伸ばす方向にあるべきだ。

プレキャスト工法の水中組立には二つのネックがある。一つは取付金具の腐食であり、一つは海中での取付け作業と点検の困難さである。

先の阪神大地震において、直下型地震の衝撃力による被害の大きさから、従来の支持杭より摩擦杭のメリットが見直された。それは構造自体の剛性を高めながら、軟着陸の形でフレームに加わる衝撃を緩和する方向が示唆されている。

プレキャスト部材を支柱２と壁パネル３の２種に限定し、取付金具を介せず、本体相互の断面形態で嵌合する。具体的にいえば次のとおりである。
連壁を構成する支柱２と壁パネル３の嵌合は、支柱の十字の端部の断面形状が、３／４円の凸面２ａとなり、壁パネルの側面はほぼ同形の３／４円の凹面３ａとなり、曲面の双方の一部に突起をつけて嵌合角度を正す。（図１）

この組立作業に先立っ起点支柱は、予め水深と海底埋込み深さを想定した長さに規格の支柱部材を繋いで、センター孔に樹脂被幕ＰＳ用高張力鋼２ｂを通してポストテンションかける。こうして一本化した支柱をクレーンで吊して所定の位置に海底下所定の深さまで打ち込む。

この起点支柱凸面２ａをガイドレールにして、壁パネル３を海底下の所定深さまで根入する。打込み機材は起振式ハンマーを使用する。

海底から上においては、壁パネル３は起点支柱の凸部２ａに沿って自然に沈降させせ、所定の高さまで段を重ねる。

壁パネル３の連結作業が終わった後、壁パネルの反対側の凹面３ａに，次の支柱の凸面２ａをあてがい、同様の手順で打ち継ぐ。ただし支柱の上下継ぎ目は壁パネルの上下継ぎ目の中間の高さに位置するようにして、上下継手の弱点を相互に補完し合う様にする。

支柱の連結作業が終わる毎に、支柱２の頂部を水平に結ぶ高張力ワイヤー２ｃを緊結し、ポストテンションをかけて支柱間を平面的に緊張する。（図２）

連壁の水密性を確保するために、支柱と壁パネルの接触面に樹脂性ガスケット２ｅを取り付け、支柱間には樹脂性止水板２ｆを、壁パネル間に樹脂性止水板３ａをはさみ込む。

支柱２と壁パネル３の高さ寸法は、連壁を設置する位置の水深と波高と地層を勘案して予め設定し、これを等分してプレハブ部材の単位長さを決める。その組合わせは図５に示す様に、水深と地層によって構成パターンを選択する。

プレキャスト部材が上下多段になるので、海水に浸る部材は耐海水性素材を、海上で火気の恐れある部材は耐火性素材を用いて配分する。

硫黄固化材は可燃物であるが、セメント材に比べて耐海水性と強度と生物親和性が格段に優れている。この素材の熱可塑性を生かしてプレキャスト化し、これと海水に弱いが耐火性のある在来のセメント・プレキャストとを複合する連壁が可能になる。これによって海洋土木の新しい局面が大きく展開する。

連壁の構成を支柱と壁パネルに限定し、そのプレキャスト部材を形態的に嵌合してポストテンションで緊結する水中乾式工法は、現地施工期間を大幅に短縮すると同時に、部分交換による修復も可能にする。

硫黄は重油精製から出る膨大な産業廃棄物であるが、リサイクル産業の観点からすれば、その親和性により他のリサイクル骨材を引き込む波及効果もある。

連壁の格子内のスペースは、水密性の範囲で多目的に利用できるが、この水域を残すことによって、波浪の動圧と地震力を吸収する。

発明の実施するための最良の形態

水中連壁が実施される場の立地条件は多様である。主たる条件は、波高・水深・地形・地質に集約される。これに対して、２種のプレキャスト部材の構成を機軸にして、連壁の配列と打込み深さを勘案して最良の形態パターンを立地に合わせて選択する。その配列のパターンには、連壁の一連式と複連式の展開があり、その模式図としては下図のようになるが、水深の高低に応じて雁行型やアーチ型の変形展開も可能である。

支柱・壁体の頂部伏図 支柱の継手断面図 支柱・壁パネルの平面断面図 壁パネルの縦断面図 本発明の実施形態を示す姿図

符号の説明

２ プレキャスト支柱
３ プレキャスト壁パネル
２ａ 支柱継手凸面
２ｂ 垂直ＰＣ用高張力鋼弦
２ｃ 水平ＰＣ用高張力固定金具
２ｄ 水平ＰＣ用高張力鋼弦
２ｅ 支柱継手ガスケット
２ｆ 支柱継手止水板
３ａ 壁パネル継手凹面
３ｂ 壁パネル継手止水板
３ｃ 壁パネル継手

Claims (7)

1. 当発明に関するプレキャスト部材の標準形を十字型支柱２と壁パネル３の二種類とし、相互の継ぎ手となる凹凸が互いに３／４円で嵌合すること。
2. この作業の起点となる最初のプレキャスト十字型支柱２については、あらかじめ所要の長さに標準部材を継いで、その一体性を保持するために支柱のセンターに樹脂被覆ＰＣ用高張力鋼（ストランド）２ｂを縦に通してポストテンションをかけた後、所定の位置に所定の深さまで打込むこと。
3. この起点支柱の断面形状の凸面２ａをガイドレールにして壁パネル側面の断面形状の凹面２ｂを挿入して嵌合し、所定の枚数を小端立てに重ね継ぐ。ただし上下継ぎは山形の凹凸３ｃを合わせること。
4. 壁パネル３と支柱２の水平継手の関係は、相互に隣接する部材の中間に来るようにずらせること。
5. 支柱の打ち継ぎが完了する度に、支柱の各頂部に固定する固定具２ｃ間で樹脂被覆ＰＣ用高張力鋼２ｄを締めて、ポストテンションをかけること。
6. 連壁の水密性を高めるために、支柱１と壁パネル２の接触面に樹脂性ガスケット２ｅを、支柱間に樹脂性止水版２ｆを、壁パネル間に樹脂性止水版３ｂなどを夫々工事が先行する部材側にあらかじめ貼付固定すること。
7. プレキャスト素材の配分については、耐海水性と生物親和性に卓越する硫黄固化コンクリート部材を海面下に、耐火性に優れたセメント・コンクリート部材を海面上の火気が予測される位置に計画的に配置構成すること。

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